Klimatiltakene: Men hva med...

Men hvordan kan fornybar energi erstatte all "primærenergien" vi bruker i dag?

Elektrisitet kommer i stadig større grad fra fornybar produksjon som vind, vann og sol. Men, hevder noen, det meste av energien vi bruker kommer direkte fra fossile kilder. Elektrisitet utgjør bare en liten del av dette. Sett hen til den samlede "primærenergien" verden forbruker, blir mengden fornybar energi i elektrisitetsproduksjon sørgelig liten. Det argumenteres for at energiomstillingen er nytteløs.

Dette resonnementet tar imidlertid ikke hensyn til at mesteparten av den såkalte "primærenergien" ikke brukes av noen i dag heller, men går til spille. Her ser vi et eksempel på dette fra det amerikanske energisystemet:

"Rejected Energy" øverst til høyre i figuren er energi som går tapt på veien i dagens energisystem. Den energien vi bruker til noe nyttig er den som går til "Energy Services", ca. en tredjedel.

En studie (2016) fant at så mye som 72 prosent av energien globalt går tapt under konvertering¹.

Michael Liebreich har i en artikkel for BloombergNEF beskrevet hvordan energitjenesten er den samme, mens forbruket av "primærenergi" reduseres drastisk²:

Til tross for navnet, er ikke primærenergibehov egentlig et mål på etterspørselen. La oss bruke et eksempel. La oss si at du lyser opp gangen med en 75-watts glødepære, tent i 2000 timer og bruker 150 kWh per år. Driv den med strøm fra et kullverk med 35 % effektivitet, legg til 10 % nettap, og du skaper et primærenergibehov på 476 kWh. Du kan imidlertid levere samme mengde lys med en enkelt 10-watts LED-pære. Tillat samme 10 % nettapet, og den bruker bare 22 kWh. Kjør LED-en på vind-, sol- eller vannkraft, og du har redusert ditt primærenergibehov med 95 % og eliminert CO2-utslippene – uten reduksjon i lys.

Lignende effekter, om enn ikke alltid like store, får man ved overgang fra fossilbiler til elbiler, fra fossil oppvarming til varmepumper og så videre. Noen rene energibærere, som hydrogen, vil også innebære tap av energi underveis. Men det samlede omfanget vil være mye mindre enn i dag. Det er derfor ingen grunn til å bekymre seg for at det vil bli vanskelig å erstatte all "primærenergi" - rett og slett fordi det ikke er nødvendig.

Men hva med "Energy return on investment" (EROI)?

Enkelte hevder at overgangen til fornybar energi vil kreve så mye energi i seg selv at det ikke blir nok "overskudd" igjen til å drive et moderne samfunn. Fortsatt fossil kraftproduksjon og/eller kjernekraft lanseres gjerne som løsningen. En studie publisert i Nature Communications i 2024 går grundig gjennom disse påstandene³. Her vurderes EROI for hele kraftsystemet for en rekke scenarioer hvor klimautslippene reduseres til null. En EROI på ti anses som den kritiske grensen.

Uansett scenario, holder EROI seg godt over 10 frem til omstillingen av energisystemet er ferdig. Scenariene med høyest andel kjernekraft er IEA (gul farge). I de øvrige scenariene er andelen kjernekraft null eller nesten null.

I studien konkluderes det slik om overgangen til fornybar energi:

I tillegg viste resultatene at for alle scenarier går ingen av de globale EROI-ene under ti, som er en verdi som anses å være den øvre grensen for nettoenergiklippen. Dette betyr at: (i) alle scenarier er gjennomførbare fra et teknoøkonomisk synspunkt, (ii) diversifiseringen av teknologier for fornybar energi bidrar til å jevne ut plutselige EROI-fall, (iii) begrenses tiden for energiomstillingen gir det kraftige nedgang i EROI-er som er midlertidige, men etter hvert som tiden går stabiliseres EROI-ene, og (iv) lagringsavhengigheten har en negativ innvirkning på EROI-trendene. Disse viktige funnene gir støtte til teknologioptimistiske synspunkter om at overgangen til 100 % fornybare energisystemer ikke resulterer i en betydelig forstyrrelse fra et fysisk EROI-perspektiv.

Om IEA-scenariene i figuren over med høyere andel kjernekraft og gass (med CCS) er konklusjonen:

Likevel kan det å gå mot et kraftsystem lave utslipp av klimagasser, uten å oppnå netto-null CO₂-utslipp også oppnås ved prioritering av kjernekraft og gassbaserte teknologier, slik tilfellet er i IEA-scenariene. Sensitivitetsanalysen viser at denne situasjonen skaper en midlertidig illusjon for EROI-resultatene. Etter hvert som systemet blir mer avhengig av naturgass og kjernekraft er det uunngåelig at sårbarheten som oppstår fra begrensede fossile brensler og atomressurser vil bli intensivert i fremtiden, og følgelig forårsake mer dramatiske fall i EROI.

I en annen studie (2022) samles og harmoniseres verdier for EROI fra ulike kilder⁴. Konklusjonen er den samme:

Et vanlig argument er at EROI for fornybar energi skal være lavere enn for fossil energi, og at omstilling til fornybar energi vil resultere i et stort tap av energi. Resultatet av denne analysen tilbakeviser dette argumentet, da den finner at de tre viktigste teknologiene for energiomstillingen, vind-, sol- og vannkraft, alle har EROI på eller over 10 (...) Kanskje vel så interessant er det at EROI for flytende drivstoff, inkludert konvensjonell oljeproduksjon, er lavere enn 10 når energikostnaden ved raffinering og levering til brukerstedet er inkludert.

EROI er følgelig ikke noe relevant argument for å bremse eller stanse overgangen til et utslippsfritt energisystem.

Men hva med hensynet til naturen?

Det er ikke bare klimaendringene som truer naturen og naturmangfoldet. Det gjør også forurensning, nedbygging og en rekke andre former for menneskelig påvirkning. Kraftsystemet er omfattende og endringer her vil ha betydning for naturen. Men hvordan de samlede endringene vil virke på naturen er et komplisert spørsmål. Et oppdemmet vassdrag vil ha stor påvirkning der hvor demningen kommer. En vindmølle vil påvirke stedet den står. Et kullkraftverk skaper lokal forurensing og forurensende gruvedrift et helt annet sted. Et kjernekraftverk skaper også forurensende gruvedrift andre steder enn der kraftverket er plassert. Og alle trenger de betong, metaller og mye annet når de bygges. I tillegg skapes det ulike typer avfall som må håndteres, i noen tilfeller i svært lang tid. Noen former for påvirkning på natur er lett å se, mens andre ikke er like synlig eller skjer langt unna.

Rössing urangruve i Namibia. Foto: Ikiwaner, GFDL 1.2, via Wikimedia Commons

United Nations Economic Commission for Europe er blant flere som har forsøkt å tallfeste og sammenligne hvordan ulike former for kraftproduksjon påvirker natur og menneskers helse. En rapport fra 2021 oppsummerer funnene slik⁵:

Studien er først og fremst et argument for å fase ut kull, deretter gass. Alle de utslippsfrie alternativene, inkludert både kjernekraft, vind, sol og vannkraft har svært lav negativ påvirkning på natur og menneskers helse sammenlignet med fossile energikilder.

Men kan avkarboniseringen gå fort nok med fornybar energi?

Det vises gjerne til at Frankrike på rekordtid faset ut fossil kraft til fordel for kjernekraft. Det er riktig at dette skjedde raskt, i et historisk perspektiv. Utbyggingen fulgte "Messmer-planen" som ble lansert av daværende statsminister i kjølvannet av oljekrisen på 70-tallet. 170 kjernekraftverk skulle bygges. Det ble ikke fullt så mange. Per januar 2024 er det 56 operative reaktorer etter en intensiv byggeperiode i årene 1974-1998.

Andre teknologier kan imidlertid også skaleres raskt. Sammenlignes veksten innen fornybar energi de siste årene med kjernekraftens ekspansjon under glansdagene, så går det nå enda raskere⁶. Og prognosene de neste årene tilsier at veksten vil øke ytterligere.

Figur fra Nathaniel Bullard.

Kilder

1: Estimating the global waste heat potential, besøkt 16. mars 2024
2: BloombergNEF, besøkt 22. februar 2024
3: Systemwide energy return on investment in a sustainable transition towards net zero power systems, besøkt 2. februar 2024
4: Energy Return on Investment of Major Energy Carriers: Review and Harmonization, besøkt 10. april 2024
5: United Nations Economic Commission for Europa, besøkt 2. februar 2024
6: Nathaniel Bullard, besøkt 3. februar 2024

• larsoy@munin.no